[发明专利]风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法。

背景技术

近年来，对于系统协作的风力发电装置，由于电力系统的干扰发生而要求在预定的时间内(例如30秒以内)有助于电力系统的频率的变动抑制(Primary Frequency Response，以下称为“PFR”)。

为了对应于PFR，在专利文献1中记载了当电力系统的频率下降时，将风力发电装置的发电输出进一步向电力系统供给的情况。

更具体而言，存在对于风力发电装置的以下的运转及控制。

例如，在上述干扰发生时为了确保向电力系统供给的风力发电装置的发电输出，考虑了在通常的运转中预先限制风力发电装置的发电输出的运转(减载(Deload)运转)。然而，减载运转由于限制发电输出而运转，因此会导致风力发电装置产生的发电量的下降。

另外，在上述干扰发生时，作为向电力系统供给的电力，考虑了使用蓄积在风力发电装置的转子中的惯性能量(也称为惯性)的控制(惯性(Inertia)控制)。然而，因进行惯性控制而转子的惯性能量丧失，因此在进行了惯性控制时，转子的转速急剧下降，风力发电装置发生不必要的解列等，可能会使发电量下降。

需要说明的是，惯性控制能够削减减载运转中的发电输出的限制量(以下，称为“减载(deloading)量”)。另一方面，减载运转由于增加减载量，从而能够削减因惯性控制而失去的惯性能量的量(以下，称为“惯性使用量”)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：美国专利第7528496号说明书

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

在此，在多个风力发电装置构成风电场的情况下，考虑了减载运转中的发电输出的限制量(以下，称为“减载(deloading)量”)及因惯性控制而失去的惯性能量的量(以下，称为“惯性使用量”)对各个风力发电装置赋予统一的指令值(风电场整体的指令值、或该指令值除以风力发电装置的个数而得到的平均值)的方法。

然而，对于多个风力发电装置的风况各不相同。因此，例如，在风电场中对于接受强的风而运转的风力发电装置和接受弱的风而运转的风力发电装置的发电输出要求相同比例的减载量的情况下，接受弱的风而运转的风力发电装置当风进一步减弱，即风速变慢而风的能量减少时，要取出的能量超过风的能量，其结果是，转子的转速下降，可能无法维持转子的旋转。而且，接受弱的风而运转的风力发电装置由于进行惯性控制，而惯性能量丧失，如图9所示，可能无法维持转子的旋转。

其结果是，风力发电装置发生解列，由此，风电场的有效电力及无效电力的调整能力(容量)下降。而且，风力发电装置当发生解列时，在再起动之前需要时间(几分钟至几十分钟)，因此在发生了紧急的负载要求时，风电场可能无法应对。

发明内容

本发明鉴于这样的情况而作出，目的在于提供一种即使由于设定减载量或惯性使用量而风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，本发明的风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法采用以下的手段。

即，本发明的第一形态的风电场的控制装置中，所述风电场具有通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置，使该风力发电装置进行系统协作，并且为了能够根据电力系统产生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制所述风力发电装置的发电输出来进行运转，所述风电场的控制装置具备：测定部，其按照各所述风力发电装置，测定与所述风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量；设定部，其按照各所述风力发电装置，基于由所述测定部测定到的所述物理量，设定所述风力发电装置的发电输出的限制量。

根据上述形态，通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置装备于风电场，进行系统协作，并且为了能够根据电力系统发生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制发电输出来进行运转。

并且，通过测定部，按照各风力发电装置，测定与风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量。该物理量是例如转子的转速或风力发电装置附近的风速等，若物理量增加则风力发电装置的发电输出也增加，若物理量减少则风力发电装置的发电输出也减少。